• 제목/요약/키워드: Hydrologic Time Series

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상관성을 가진 시계열 자료의 경향성 분석에 관한 연구 (Trend Detection of Serially Correlated Hydrologic Series)

  • 오제승;김병식;김형수;서병하
    • 한국습지학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.35-43
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    • 2004
  • 경향성을 분석하기 위한 여러 기법 가운데 비모수적 방법인 Mann-Kendall 검정(MK 검정)은 수문 시계열의 분석에서 널리 사용되어지고 있다. 이 검정 방법은 분석 대상 자료가 독립이라는 가정 하에 수행되며, 자료가 계열상관되어 있는 경우에는 그 상관성의 영향으로 경향성 존재의 유무를 정확하게 판단할 수 없게 된다. 따라서 MK 검정을 이용할 때 자료의 상관성으로 인해 받게 되는 영향을 소거시키기 위해 효과적인 자료의 크기(Effective Sample Size, ESS)를 이용하는 수정된 MK 검정 방법을 이용하고자 한다. 본 연구에서는 ESS가 얼마만큼 계열상관성을 제거할 수 있는지 Monte Carlo모의를 통해 검토하였다. MK 검정 결과 계열상관계수의 증가에 따라 자료가 경향성을 나타내는 비율이 높아 졌으나, ESS에 의해 수정된 MK 검정을 수행한 결과 계열상관계수의 영향이 제거되었음을 알 수 있었다. 또한 실측 자료의 적용을 통해 수정 MK검정이 경향성 분석에 매우 유용함을 확인 하였다.

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월유량에 대한 일변량 및 다변량 AR모형의 비교 (A Comparison of Univariate and Multivariate AR Models for Monthly River Flow Series)

  • 이원환;심재현
    • 물과 미래
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    • 제23권1호
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    • pp.99-107
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    • 1990
  • 수자원 개발계획 및 목공구조물의 합리적 설계를 위해서는 과거의 수문관측자료에 의거한 해석이 필요하며, 일반적인 수문현상은 무작위적인 인자가 포함되기 때문에 이를 고려한 통계적 기법, 즉 추계학적 해석기법이 필요하다고 하겠다. 본 연구에서는 남한강 상류의 동일유역 4개 지점(단양, 정선, 영월, 평창)의 월유량 자료를 일변량 AR(1), AR(2)모형과 다변량 AR(1), AR(2)모형에 적용하여 각 모형의 통계적 특성치를 분석하고, 월유량을 모의발생시켜, 일변량 모형과 다변량 모형을 비교하였다. 각각의 모형에 의한 모의발생 계열의 비교, 분석을 통하여 볼 때, 단일지점만을 고려하는 일변량 모형에 비해 지점간의 공선형성을 고려하는 다변량 모형이 동일유역의 월유량 해석에 있어서 더 적합함을 알 수 있었다.

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BIVARIATE ANALYSIS에 의한 월류량에 모의발생에 관한 연구 (A STUDY ON SYNTHETIC GENERATION OF MONTHLY STREAMFLOW BY BIVARIATE ANALYSIS)

  • 서병하;윤용남;강관원
    • 물과 미래
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    • 제12권2호
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    • pp.63-69
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    • 1979
  • The sequences of monthly streamflows constitute a non-statonary time series. The purely stochastic model has been applied to data generation of non-stationary time series. Tow different mothods--single site and multisite generation--have been used on the hydrologic time series. In this study the synthetic generation method by bivariate analysis, studied by Thomas Fiering, one of multi-site models, has been applied to the historical data on monthly streamflows at two sites in Nakdong River, and also for validity of this model the single site Thomas Fiering model applied. Through statistical analysis it has been shown that the performance of bivariate Thomas Fiering model was better than that of the other. By comparison of mean and standard deviaion between the historical and the generated, and cross correlogram interpretation, it has been known that the model used herein has good performance to simultaneously generate the monthly streamflows at two sites in a river hasin.

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관개배수 네트워크 시스템 구축을 위한 시계열자료의 모형화 (Modeling of Time Series for Irrigation and Drainage Networks System)

  • 김성원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.1645-1648
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    • 2010
  • The goal of this research is to apply the neural networks model for the disaggregation of the pan evaporation (PE) data, Republic of Korea. The neural networks model consists of recurrent neural networks model (RNNM). The disaggregation means that the yearly PE data divides into the monthly PE data. And, for the performances of the neural networks model, it is composed of training and test performances, respectively. The training and test performances consist of the historic, the generated, and the mixed data, respectively. From this research, we evaluate the impact of RNNM for the disaggregation of the nonlinear time series data. We should, furthermore, construct the credible data of the monthly PE from the disaggregation of the yearly PE data, and can suggest the methodology for the irrigation and drainage networks system.

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Support Vector Machine과 상태공간모형을 이용한 단변량 수문 시계열의 동역학적 비선형 예측모형 (Dynamic Nonlinear Prediction Model of Univariate Hydrologic Time Series Using the Support Vector Machine and State-Space Model)

  • 권현한;문영일
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권3B호
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    • pp.279-289
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    • 2006
  • 최근에 수문시계열로부터 저차원의 비선형 거동을 재구성하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 Support Vector Machine(SVM)을 이용하여 우수한 상태-공간 재구성 능력을 갖는 비선형 예측모형을 구성하여 Great Salt Lake(GSL) Volume에 적용하였다. SVM은 Kernel 함수로부터 유도된 고차원의 특성공간 안에서 선형함수의 가상공간을 이용하는 Machine Learning 방법론이다. 또한 SVM은 훈련자료로부터 얻어지는 평균제곱오차가 아닌 일반화된 오차를 최소화함으로써 상대적으로 기존 방법에 비해 적은 수의 매개변수와 과적합(over fitting)을 피하면서 비선형 함수의 최적화가 가능하다. 본 연구에서 제시한 SVM 회귀분석의 적용성은 미국의 GSL의 2주 간격 Volume을 대상으로 검토하였다. SVM을 이용한 비선형 예측모형은 GSL Volume의 2주(1-Step), 8주(4-Step)와 반복예측(Iterated Prediction, 121-Step)까지 적용되었다. 본 연구에서는 극치사상 즉, 급격한 감소 및 증가 구간을 예측하는데 있어서 훈련구간과 예측구간을 구분하여 모형의 신뢰성을 평가하였다. 예측결과SVM은 훈련자료로부터 적은 수의 관측치를 이용하여 동역학적 거동을 추출할 수 있었으며 실제 관측자료와 거의 유사한 예측이 가능함을 통계적 지표로 확인할 수 있었다. 따라서 비선형 수문시계열의 단기 예측을 위한 모형으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

장기유출모의를 위한 수문시계열 예측모형의 적용성 평가 (Application to Evaluation of Hydrologic Time Series Forecasting for Long-Term Runoff Simulation)

  • 윤선권;안재현;김종석;문영일
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권10호
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    • pp.809-824
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    • 2009
  • 한정된 기간의 짧은 유출량 기록을 갖는 댐 유역에서의 수자원 시스템 거동예측은 수문학적 지속성여부에 대한 판단이 선행 되어야 하며 가용한 시계열자료에 대한 추계학적 분석을 통하여 실시하여야 한다. 본 연구에서는 계절형 ARIMA모형을 통하여 안동댐 유역의 강우량, 증발량 및 유출량 시계열자료로 월별 수문시스템 거동을 예측하였으며, 예측된 결과를 토대로 TANK모형과 ARIMA+TANK결합모형에 의한 장기유출모의를 실시하였다. 분석결과 관측자료의 특성을 비교적 잘 반영 하였으며, 댐 유입량 예측을 위한 추계학적 결합모형의 적용가능성을 검토하였다. 이는 상대적으로 유출량자료의 보유년한이 짧은 대상유역의 시계열 수문인자 예측을 통한 유출모의의 적용으로 수자원의 중 장기 전략수립에 도움이 되리라 사료된다.

연유출량의 추계학적 모의발생에 관한 연구 (A study on the stochastic generation of annual runoff)

  • 이순혁;박명근;맹승진
    • 한국농공학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.31-40
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    • 1995
  • This study was conducted to get best fitting frequency distribution for the annual run- off and to simulate long series of annual flows by single-season first order Markov Model with comparison of statistical parameters which were derived from observed and synthetic flows at four watersheds in Seom Jin and Yeong San river systems. The results summarized through this study are as follows. 1. Hydrologic persistence of observed flows was acknowledged by the correlogram analysis. 2. A normal distribution of the annual runoff for the applied watersheds was confirmed as the best one among others by Kolmogorov-Smirnov test. 3. Statistical parameters were calculated from synthetic flows simulated by normal dis- tribution. In was confirmed that mean and standard deviation of simulated flows are much closer to those of observed data than except coefficient of skewness. 4. Hydrologic persistence between observed flows and synthetic flows simulated was also confirmed by the correlogram analysis. 5. It is to be desired that generation technique of synthetic flow in this study would be compared with other simulation techniques for the objective time series.

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생태면적률과 투수포장 비율의 시계열 분석을 통한 경의선숲길의 물 순환체계 특성 분석 (An Analysis on the Characteristics of the Hydrologic Cycle along Gyeongui Line Forest Park through time series analysis of Biotope Area Ratio and permeable ratio)

  • 김미후;오충현
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.105-119
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    • 2020
  • The purpose of this study is to analyze the hydrologic cycle environment of Gyeongui Line Forest Park, a linear city park, in order to improve hydrologic cycle systems in urban areas. The method of the study is the Biotope Area Ratio and the Permeable ratio survey. The study subject is the Gyeongui Line Forest Park, created in 2016 as a linear park in Seoul. The results showed that the Biotope Area Ratio improved by 31.2% (31,927㎡) from 35.7% (36,480㎡) in 2000 to 66.9% (68,407㎡) in 2019 on a site area of 102,117㎡. Next, the Permeable ratio improved by 43.8% from 29.0% to 72.8%, and the impermeable ratio decreased by 43.8% from 71.0% to 27.2%. The Biotope Area Ratio exceeded the target ratio of 60% by 6.9%, set by the Ministry of Environment. The ratio of green space exceeded the target ratio of 60%, by 4.0%. And so they contributed to the improvement of the hydrologic cycle by the creation of the Gyeongui Line Forest Park. Urban parks need to exceed the Biotope Area Ratio and the green area ratio of the legal standards, especially when creating large parks of over 100,000 square meters, in the era of climate change. It is necessary to continuously plant trees in the space where trees can be planted, and to contribute to the improvement of the hydrologic cycle system and urban heat island effect by conducting three-dimensional.

신경망기법을 이용한 수문학적 분해모형 (Hydrologic Disaggregation Model using Neural Networks Technique)

  • 김성원
    • 한국습지학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.79-97
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 연 증발접시 증발량의 수문학적 분해를 위하여 신경망모형을 적용하는데 있다. 신경망 모형은 각각 다층 퍼셉트론 신경망모형(MLP-NNM)과 지지벡터기구 신경망모형(SVM-NNM)으로 구성되어 있다. 그리고 신경망모형의 수행평가를 위하여 훈련 및 테스트과정으로 구성되었다. 신경망모형의 훈련과정을 위하여 실측, 모의 및 혼합자료와 같은 세 가지 형태의 자료가 사용되었으며, 테스트과정을 위해서는 실측자료만 이용되었다. 평가를 위하여 4가지의 통계학적 지표(CC, RMSE, E, AARE)가 각각 제시되었으며, ANOVA 및 Mann-Whitney U 검증을 이용하여 실측 및 계산된 월 증발접시 증발량자료에 동질성검증을 실시하였다. 본 연구를 통하여 비선형 시계열자료의 수문학적 분해를 위해서 MLP-NNM과 SVM-NNM의 적용성을 평가하였다. 게다가 연 증발접시 증발량 자료의 수문학적 분해로부터 신뢰성있는 월 증발접시 증발량자료를 구축할 수 있을 것이며, 관개배수 네트워크 시스템의 평가를 위한 이용가능한 자료를 제공할 수 있을 것이다.

추계학적 신경망 접근법을 이용한 수문학적 시계열의 모형화 (Modeling of Hydrologic Time Series using Stochastic Neural Networks Approach)

  • 김성원;김정헌;박기범
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.1346-1349
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    • 2010
  • The goal of this research is to apply the neural networks models for the disaggregation of the pan evaporation (PE) data, Republic of Korea. The neural networks models consist of generalized regression neural networks model (GRNNM) and multilayer perceptron neural networks model (MLP-NNM), respectively. The disaggregation means that the yearly PE data divides into the monthly PE data. And, for the performances of the neural networks models, they are composed of training and test performances, respectively. The training and test performances consist of the historic, the generated, and the mixed data, respectively. From this research, we evaluate the impact of GRNNM and MLP-NNM for the disaggregation of the nonlinear time series data. We should, furthermore, construct the credible data of the monthly PE from the disaggregation of the yearly PE data, and can suggest the methodology for the irrigation and drainage networks system.

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